
На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из двух одинаковых идеальных источников тока с ЭДС
лампы сопротивлением R, диода, ключа К и двух одинаковых резисторов сопротивлением R. Опираясь на законы электродинамики, объясните, что произойдет с яркостью лампы, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2. Во сколько раз отличаются мощности, выделяющиеся в цепи при разных положениях ключа К?
Решение. При первом положении ключа в цепи находится нижний источник тока, поэтому ток проходит против часовой стрелки при обходе контура. В этом случай через диод идет прямой ток, поэтому сопротивление диода пренебрежительно мало. На участке цепи, содержащем диод напряжение равно 0. На участке цепи, содержащем лампу и реостат, подключенным параллельно диоду напряжение также равно 0. Поэтому ток через лампу и реостат не идет, лампа не горит. Таким образом, имеем эквивалентную схему, состоящую из источника тока и резистора R. Мощность тока, выделяющаяся в цепи,
При переводе ключа в положение 2 ток будет идти через верхний источник, а направление тока по часовой стрелке при обходе контура. Для диода это направление обратное, поэтому диод обладает очень большим сопротивлением, через него ток не идет.
Таким образом, имеем эквивалентную схему, состоящую из источника тока и соединенных последовательно двух резисторов и лампы. Тогда лампа будет гореть ярче. При последовательном соединении общее сопротивление цепи равно мощность тока, выделяющаяся в цепи
Следовательно, мощность тока уменьшится в 3 раза.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае указано направление движения магнита) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае определено направление тока через катушку после замыкания ключа и направление индукции магнитного поля вблизи верхнего торца катушки с указанием на используемые правила, проведена аналогия с взаимодействием двух магнитов). | 3 |
| Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и тому подобное.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и тому подобное). И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: